設計污水廠工藝流程和方案

1. 環保專業一講義:污水處理工藝流程及污水處理的確定

3.3.1污水處理工藝流程及污水處理的確定
1.污水處理工藝流程
⑴設計流量的確定
①平均日流量
平均日流量一般用來表示污水處理廠的規模，可用以計算污水廠的柵渣量、沉砂量、污泥量、處理總水量、耗葯量以及年抽升電量，一般根據人口當量計算。
②設計流量
城市污水設計流量按照公式Q＝Q1＋Q2＋Q3計算。設計流量主要有三個用途：用於污水處理廠中管渠計算及各處處理構築物的設計，計算降雨時的設計流量以及污水處理廠分期建設時，以相應的各期流量作為設計流量。
③最小污水流量
根據經驗約為平均日流量的1/2～1/4，常用於污水泵站最低水位及污水泵的選型等。
⑵設計水質的確定
目前城市污水廠的設計水質主要是確定COD、BOD5、SS等的濃度。在無實測資料時，一般是根據設計人口數及設計規范中的污染物排放標准來進行計算的。
⑶工業廢水與城市污水處理的關系
為了合理的發揮城市污水處理廠設施的功能，控制工業廢水的污染，工業廢水排入下水道時應遵循有關規定。
⑷城市污水處理工藝的選擇
①確定污水處理程度主要有三種方法：
ⅰ根據受納水體的稀釋自凈能力確定
ⅱ根據城市污水廠能達到的處理程度來確定
ⅲ根據污水廠所在地的地方要求確定。
②工程造價與運行費用
以處理水應達到的水質標准為前提，以處理系統最低造價和運行費用為目標函數，建立三者之間的相互關系，選擇技術可靠、經濟合理的處理工藝流程。
③污水量和水質的變化情況
水質、水量變化較大的污水，應考慮設置調節悄知搜池或事故貯水池。
④當地的其他條件
2.城市污水處理工藝流程
典型流程由一級處理和二級處理系統組成。一級處理是由格柵、沉砂池和初次沉澱池組成。其作用是去除污水中的固體污染物。二級處理系統是城市污水處理廠的核心，一般採用生物猛鏈處理法，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物。
3.城市污水深度處理
城市污水深度處理的目的，是為了污水回用。
城市污水深度處理典型流程：
格柵→沉砂池→初啟歷沉池→生物處理工藝→二沉池→混凝沉澱→濾池→殺菌→儲水池；
格柵→沉砂池→初沉池→生物處理工藝→二沉池→生物膜法處理設備→沉澱池→濾池→殺菌→儲水池。

2. 污水處理工藝流程的設計

污水處理工程是城市市政建設、工業企業建設或排污達標治理的一個重要部分，其建設須按國家基本建設程序進行，現行的基本建設程序一般分編制項目建議書、項目可行性研究、項目工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收、運行調試和達標驗收幾個步驟。這些建設步驟基本包括了項目建設的全過程，它們也可劃分為三個階段。
第一階段項目立項階段。該階段需根據城市市政規劃或環境保護部門要求，分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心，一般由建設單位或其委託的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告，通過國家計劃部門、投資銀行或企業計劃部門論證便可獲得立項，對於某些小規模項目，只編制污水處理工程方案設計，並通過投資部門的論證便可立項。第二階段工程建設階段。包括工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收等過程。
設計的前期工作
設計的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究報告(大型、重要的項目)或工程方案設計(小型、簡單的項目)的文件形式表達，主要是論證污水處理項目的必要性、工藝技術的先進性與可靠性、工程的經濟合理性，為項目的建設提供科學依據。可行性研究報告是國家投資決策的重要依據，主要內容如下。
①總論項目編制依據、自然環境條件(地理、氣象、水文地質)、城市社會經濟概況或企業生產經營概況；城市或企業的排水系統現狀、污染源構成、污水排放量現狀、污水水質現狀、項目的建設原則與建設范圍、污水處理廠建設規模、污水處理要求目標(設計進水、出水水質)。
②工程方案污水處理廠廠址選擇及用地；污水處理工藝方案比較(比較方案工藝技術與總體設計、工藝構築物及設備分析、技術經濟比較)，處理水的出路(回用水深度處理工藝選擇)；工程近、遠期結合問題；節能、安全生產與環境保護，推薦方案設計(污水污泥及回用水處理工藝系統平面及高程設計、主要工藝設備及電氣自控、土建工程、公用工程及輔助設施)；生產組織及勞動定員。
③工程投資估算及資金籌措工程投資估算原則與依據；工程投資估算表；資金籌措與使用計劃。
④工程進度安排。
⑤經濟評價總論(工程范圍及處理能力、總投資、資金來源及使用計劃)；年經營成本估算；財務評價。⑥研究結論、存在問題及建議。
初步設計
初步設計的主要目的如下：①提供審批依據，進一步論證工程方案的技術先進性、可靠性和經濟合理性；②投資控制，提供工程概算表，其總概算值是控制投資的主要依據，預算和決算都不能超過此概算值；③技術設計，包括工藝、建築、變配電系統、儀表及自控等方面的總體設計及部分主要單元設計，各專業所採用的新技術論證及設計；④提供施工准備工作，如拆遷、征地三通(水、電、路)一平(牆)並與有關部門簽訂合同；⑤提供主要設備材料訂貨要求，即設備與主材招標合同的技術規格書的依據，包括污水、污泥、電氣與自控、化驗等方面設備與主材的工藝要求、性能、技術規格、數量。初步設計的任務包括確定工程規模、建設目的、投資效益，設計原則和標准、各專業個體設計及主要工藝構築物設計、工程概算、拆遷征地范圍和數量、施工圖設計中可能涉及的問題及建議。初步設計的文件應包括設計(計算)說明書、工程量、主要設備與材料、初步設計圖紙、工程總概算表。初步設計文件應能滿足審批、投資控制、施工圖設計、施工准備、設備訂購等方面工作依據的要求。
1．初步設計
(1)設計依據①可行性研究報告的批准文件；②建設單位(甲方)的設計委託書；③其他有關部門的協議和批件；④建設單位(甲方)提供的設計資料清單(名稱、來源、單位、日期)。
(2)城市或企業概況及自然條件①城市現狀與總體規劃，或企業生產經營現狀及發展。②自然條件方面資料a．氣象，包括氣溫、濕度、雨量、蒸發量、冰凍期及凍土深度冰溫、風向等；b．水文，包括地表水體的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地質，包括污水處理廠建址地區的地質鑽孔柱狀圖、地基承載能力、地震等級等。③有關地形資料，包括污水處理廠及相關地區的地形圖。·④城市污水排放現狀及環境污染問題。
(3)處理要求污水排放應達到國家的排放標准或環境保護部門要求。
(4)工程設計①設計污水處理水質水量在分析排水系統污水的平均流量、高峰流量、現狀流量、預期流量等水量資料基礎上，確定污水處理廠設計規模(包括2012年處理能力和總處理能力)；根據城市或企業排污狀況，在分析主要污染源(必要時作一定時間污染源監測)和混合污水現狀監測資料的基礎上，確定污水廠設計進水水質指標。②廠址選擇說明結合城市現狀和總體規劃，具體說明廠址選擇的原則和理由，並說明已選廠址的地形、地質、用地面積及外圍條件(即三通一平)③工藝流程的選擇說明主要說明所選工藝方案的技術先進性、合理性，尤其要說明所採用新技術的優越性(技術經濟方面)和可靠性(技術方面)o④工藝設計說明說明所選工藝方案初步設計的總體設計(平面和高程布置)原則，並說明主要工藝構築物的設計(技術特徵、設計數據、結構形式、尺寸)⑤主要處理設備說明說明主要設備的性能構造、材料及主要尺寸，尤其是新技術設備的技術特徵、構造形式、原理、施工及維護使用注意事項等。
(5)處理廠內輔助建築(辦公、化驗、控制、變配電、葯庫、機修等)和公用工程(供水、排水、采膠、道路、綠化)的設計說明
(6)處理廠自動控制和監測設計說明
(7)處理廠污水和污泥的出路
(8)存在的問題及對策建議
2．工程量列出本工程各項構(建)築物及廠區總圖所涉及的混凝土量、鋼筋混凝土土量、建築面積等。
3．設備和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的設備和主要材料清單(名稱、規格、材料、數量)。
4．工程概算書說明概算編制依據、設備和主要建築材料市場供應價格、其他間接費情況等。列出總概算表和各單元概算表。說明工程總概算投資及其構成。
5．設計圖紙各專業(工藝、建築、電氣與自控)總體設計圖(總平面布置圖、系統圖)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工藝構築物設計圖(平面、豎向)，比例尺(1：100)~(1：200)。

3. 污水處理廠工藝流程圖。以及簡單工藝介紹

污水處理工藝

污水處理工藝分三級：一級處理：物理處理，通過機械處理，如格柵、沉澱或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理：生物化學處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。

三級處理：污水的深度處理，它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同，有的污水處理過程並不是包含上述所有過程。

1、一級處理

機械(一級)處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構築物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的原理在於通過物理法實現固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍採用的污水處理方式。

機械(一級)處理是所有污水處理工藝流程必備工程(盡管有時有些工藝流程省去初沉池)，城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。

在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機物的去除；在原污水水質特性不利於除磷脫氮的情況下，初沉的設置與否以及設置方式需要根據水質特性的後續工藝加以仔細分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等後續工藝的進水水質。

2、二級處理

污水生化處理屬於二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、CASS法、土地處理法等多種處理方法。目前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法。

生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥)；多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離，從凈化後的污水中除去。

3、三級處理

三級處理是對水的深度處理，是繼二級處理以後的廢水處理過程，是污水最高處理措施。現在的我國的污水處理廠投入實際應用的並不多。

它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘污染物,並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒,然後將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。

由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩餘活性污泥以及三級處理產生的化學污泥。

由於這些污泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。

如果污泥不進行處理，污泥將不得不隨處理後的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中，污水處理過程中的污泥處理也是相當關鍵的。

4、除臭工藝

其中物理法主要包括稀釋法、吸附法等；化學法包括吸收法、燃燒法等;生物法包括生物制劑法、生物過濾法、填充塔式生物脫臭法和生物洗滌法，植物提取液霧化噴淋法等。

(3)設計污水廠工藝流程和方案擴展閱讀

未來發展的趨勢。

1、行業整體的績效提高。內部行業的績效成為當務之急，所以國家十二五重大專項裡面，專門有項目要建立國家范圍的行業管理績效體系。

2、服務成為我們行業的核心任務，成為行業的核心環節。這跟發達國家是一致的，發達國家基本上服務業占整個環保產業，設備、投資、建設大概佔50%左右，我國估計佔10%左右，所以有這么大的空間，內部的結構調整面臨從建設到發展的需求。

沒有哪一個運營主體在一個國家層面上能夠占絕對的主導地位，不論是國有企業也好，外資企業也好，事業單位也好，還是股份制公司也好，都呈現了多樣化形式。

所以以資產為基礎的整合機會，這個不容易。這是我們面臨的一個困難。但是另一方面，又提供了很好的契機。如果看國際上做資產整合的話，早期是英國做的比較成功，它先解決整合的問題，然後再解決市場化的問題。

3、從技術層面上看，水資源問題，本身開始出現流域化的趨勢，過去叫「多龍治水」，越來越強調從流域的層面協調，從流域的尺度上，不僅僅是協調水資源，而且協調再生水。只有從流域角度上考慮這個問題的時候，才能取得最大的效益。

4. 污水處理的流程及基本方法

生活污水中有機污染物濃度較低，污水BOD5/CODcr≥0.45，可生化性較好，因此處理內工藝可以以生容化處理為主，選用A/ O工藝，生化池需分為A級池和O級池兩部分。用污水提升泵提升至厭氧池，利用厭氧菌的作用，使有機物發生水解、酸化，去除廢水中的有機物，並提高了污水的可生化性，厭氧池出水進入好氧池，氧化池內進行鼓風曝氣，進行硝化、吸收磷、去除BOD（或COD）等，二沉池進行泥水分離，出水經消毒裝置消毒後達標排放。污水達標

5. 污水處理的基本方法及處理流程

污水處理的基本流程如下：

1、污染源、水量、水質

確定污水中的有毒有害物質的來源，是哪個環節那個因素導致;最好後期無論在管理上還是在技術上做的清潔生產。水質情況也是要確定，建議不間斷規律性的取樣做檢測從而得出科學的水質情況。水量也是是污水處理的規模，一般設計就打不就小，並且應該長遠規劃考慮後期的規模。

2、污水排放標准

這個排放標准，如果能零排放最好。前期在做環境影響評價的時候，一定要溝通好，這個標准很大程度上影響這個整個項目的造價。

3、污水處理方案、工藝、佔地、經濟性

尋找有經驗，做過類似案例的環保單位，邀請其勘查現場，給其提供水質檢查報告或者提供多次提取的水樣，審核通過的環評資料以及指定污水處理設施規劃場地，要求環保單位按照現有情況出污水處理方案(含污水處理工藝、佔地面積、運行維護費用)及造價等。

4、把控施工質量

施工前准備工作、施工過程中隱蔽工程檢查工作，嚴格按照設計規范經行有序施工。

5、試車、調試、人員培訓

項目施工完成之後要做好單一設備試車、一聯動設備試車，嚴格按照相關技術規范。試車完成之後要進水調試、待檢測合格之後方可完成。後期一定要系統的經行相關資料提交、人員培訓等等

6、日常維護

設備日常維護一定要按照環保單位提供的相關維護資料操作，嚴謹私自維修變更設備型號等等。

處理方法：

1、按作用分：污水處理按照其作用可分為物理法、生物法和化學法三種。

物理法：主要利用物理作用分離污水中的非溶解性物質，在處理過程中不改變化學性質。常用的有重力分離、離心分離、反滲透、氣浮等。物理法處理構築物較簡單、經濟，用於村鎮水體容量大、自凈能力強、污水處理程度要求不高的情況。

生物法：利用微生物的新陳代謝功能，將污水中呈溶解或膠體狀態的有機物分解氧化為穩定的無機物質，使污水得到凈化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法處理程度比物理法要高。

化學法：是利用化學反應作用來處理或回收污水的溶解物質或膠體物質的方法，多用於工業廢水。常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。化學處理法處理效果好、費用高，多用作生化處理後的出水，作進一步的處理，提高出水水質。

2、按處理程度分：污水處理按照處理程度來分可分為一級處理、二級處理和三級處理。

一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態的固體物質，常用物理法。

二級處理的主要任務是大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機物，BOD去除率為80%～90%。

三級處理的目的是進一步去除某種特殊的污染物質，如除氟、除磷等，屬於深度處理，常用化學法。

6. 【污水處理廠工藝流程設計計算】 污水處理廠基本流程

1概述

1.1 設計依據

本設計採用的主要規范及標准：

《城市污水處理廠污染物排放標准 （GB18918-2002） 》二級排放標准 《室外排水設計規范》（1997年版） （GBJ 14-87） 《給水排水工程概預算與經濟評價手冊》

1.2 設計任務書（附後）

2原水水量與水質和處理要求

2.1 原水水量與水質

Q=60000m3/胡攜d

BOD 5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/L NH 3-N=45mg/L TP=5mg/L

2.2處理要求

污水排放的要求執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准（GB18918-2002） 》二級排放標准：

BOD 5≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/L NH 3-N ≤25（30）mg/L TP≤3mg/L

3污水處理工藝的選擇

本污水處理廠水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准（GB18918-2002） 》二級排放標准，其污染物的最高允許排放濃度為：BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L；TP ≤3mg/L。

城市污水中主要污染物質為易生物降解的有機污染物，因此常採用二級生物處理的方法來進行處理。

二級生物處理的方法很多，主要分兩類：一類是活性污泥法，主要包括傳統活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延時活性污泥法（氧化溝）、AB 工藝、A/O工藝、A 2/O工藝、SBR 工藝等。另一類是生物膜法，主要包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法等工藝。任何工藝都有其各自的特點和使用條件。

活性污泥法是當前使用比較普遍並且有比較實際的參考數據。在該工藝中微生物在處理單元內以懸浮狀態存在，因此與污水充分混合接觸，不會產生阻塞，對進水有機物濃度的適應范圍較大，一般認為BOD 5在150—400 mg/L之間時，都具有良好的處理效果。但是傳統活性污泥處理工藝在處理的多功能性、高效穩定性和經濟合理性方面已經難以滿足不斷提高的要求, 特別是進入90年代以來, 隨著水體富營養化的加劇, 我國明確制定了嚴格的氨氮和硝酸鹽氮的排放標准, 從而各種具有除磷、脫氮功能的污水處理工藝:如 A/O工藝、A 2/O工藝、SBR 工藝、氧化溝等污水處理工藝得到了深入的研究、開發和廣泛的應用, 成為當今污水處理工藝的主流。

該地的污水中BOD 5 在190 mg/L左右, 要求出水BOD 5低於30mg/L。在出水的水質中,

不僅對COD 、BOD 5、SS 去除率都有較高的要求, 同時對氮和磷的要求也進一步提高. 結合具體情況在眾多的污水處理工藝中選擇了具有良好脫氮除磷效果的兩種工藝—CASS 工 藝和Carrousuel 氧化溝工藝進行方案技術經濟比較。

4污水處理工藝方案比選

4.1 Carrousuel氧化溝工藝(方案一)

氧化溝時二十世紀50年代由荷蘭的巴斯維爾開發，後在歐洲、北美迅速推廣，80年代中期，我國部分地區也建造了氧化溝污水處理工程。近幾年來，處理廠的規模也發展到日處理水量數萬立方米的工業廢水及城市污水的大、中型污水處理工程。

氧化溝之所以能在近些年來褲孝伏得到較快的發展，在於它管理簡便、運行穩定、流程簡單、耐慎局沖擊負荷、處理效果好等優點，特別是氧化溝具有特殊的水流混合特徵，氧化

溝中的曝氣裝置只設在某幾段處，溶解氧濃度較高，理NH 3-N 效果非常好，同時由於存在厭氧、好氧條件，對污水中的磷也有一定的去除率。

氧化溝根據構造和運行方式的不同，目前較多採用的型式有「Carrousel 型氧化溝」、「Orbal 型氧化溝」、「一體化氧化溝」和「交替式氧化溝」等，其中，由於交替式氧化溝要求自動化水平較高，而Orabal 氧化溝因水深較淺，佔地面積較大，本報告推選Carrousel 氧化溝作為比選方案之一。

本設計採用的是Carrousel 氧化溝工藝. 其工藝的處理流程圖如下圖4-1所示: `

圖4-1 Carrousel氧化溝工藝流程圖

4.1.1污水處理系統的設計與計算

4.1.1.1進水閘門井的設計

進水閘門井單獨設定, 為鋼筋混凝土結構。設閘門井一座, 閘門的有效面積為1.8m 2, 其具體尺寸為1.2×1.5 m,有效尺寸為1.2 m×1.5 m×4.5 m。設一台矩形閘門。當污水廠正常運行時開啟, 當後序構築物事故檢修時, 關閉某一閘門或者全部關閉, 使污水通過超越管流出污水處理廠。

4.1.1.2 中格柵的設計與計算

其計算簡圖如圖4-2所示

(1)格柵間隙數:設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.02m,格柵傾角α=60°，建議格柵數為2，一備一用。

Q max sin α0. 652⨯sin 60

=≈68個 n =

Nbhv 0. 02⨯0. 5⨯0. 9

(2)格柵寬度:設柵條寬度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.03≈2.00m

(3)進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠道寬B 1=1.60m,其漸寬部分的展開角

α1=20（進水渠道內的流速為0.82m/s）,

l 1=

B -B 12. 0-1. 6

=≈0.56m 2tg α12tg 20



(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：

l 2=

l 10. 56==0.28m 22

(5)通過格柵的水頭損失：設柵條斷面為銳邊矩形斷面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 02⎭

43

=0.103m

(6)柵後槽總高度：設柵前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.103+0.3≈0.9m

(7)柵槽總長度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1



tg 60

0. 5+0. 3

=2.8m

tg 60

=0. 56+0. 28+0. 5+1. 0+

(8)每日柵渣量：在格柵間隙為20mm 的情況下，設柵渣量為每1000m 3污水產0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=3. 29m 3/d＞0.2 m3/d =

1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜採用機械清渣。

圖4-2 格柵計算示意圖

4.1.1.3細格柵的設計與計算

其計算簡圖如圖4-2所示

(1)格柵間隙數：設柵前水深h=0.5m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.006m,格柵傾角α=600，格柵數為2。

Q max 0. 652⨯sin 60

=≈109個 n =

Nbhv 2⨯0. 006⨯0. 5⨯0. 9

(2)格柵寬度：設柵條寬度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(109-1)+0.006×109=1.73≈1.75m

(3)進水渠道漸寬部分的長度：設進水渠道寬B 1=1.6m,其漸寬部分的展開角α1=20

（進水渠道內的流速為0.82m/s）,

l 1=

B -B 11. 75-1. 60

=≈0.22m 2tg α12tg 20

(4)柵槽與出水渠道連接處漸窄部分的長度：

l 2=

l 10. 22

==0.11m 22

(5)通過格柵的水頭損失：設柵條斷面為銳邊矩形斷面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 006⎭

43

=0.51m

(6)柵後槽總高度：設柵前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.3+0.51≈1.3m (7)柵槽總長度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1

tg 60

0. 5+0. 3

=2.41m

tg 60

=0. 22+0. 11+0. 5+1. 0+

(8)每日柵渣量：在格柵間隙為6mm 的情況下，設柵渣量為每1000m 3污水產0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=1. 65m 3/d＞0.2 m3/d =

2⨯1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜採用機械清渣。

4.1.1.4 曝氣沉砂池的設計與計算

本設計採用曝氣沉砂池是考慮到為污水的後期處理做好准備。建議設兩組沉砂池一備一用。其計算簡圖如圖4-3所示。具體的計算過程如下：

(1)池子總有效容積：設t=2min,

V=Q max t ×60=0.652×2×60=78 m3

(2)水流斷面積：

A=

Q max 0. 652

==9.31m2 0. 07v 1

沉砂池設兩格，有效水深為2.00m ，單格的寬度為2.4m 。

(3)池長：

V 78L===8.38m，取L=8.5 m A 9. 31

(4)每格沉砂池沉砂斗容量：

V 0=0.6×1.0×8.5=5.1 m

(5)每格沉砂池實際沉砂量：設含砂量為20 m3/106 m3污水，每兩天排一次，

3

20⨯0. 652

⨯86400⨯2=1.13〈5.1 m3

6

10⨯2

(6)每小時所需空氣量：設曝氣管浸水深度為2.5 m，查表得單位池長所需空氣量為28 m3/(m·h),

q=28×8.5×(1+15%)×2=547.4 m3

圖4-3 曝氣沉砂池計算示意圖

4.1.1.5 厭氧池的設計與計算

4.1.1.5.1 設計參數

設計流量為60000 m3/d，設計為兩座每座的設計流量為30000 m3/d。 水力停留時間：

T =2h 。

污泥濃度：

X =3000mg/L

污泥迴流液濃度：

V 0"=

X R =10000 mg/L

4.1.1.5.2 設計計算 (1)厭氧池的容積：

V =QT =30000×2/24=2500 m3

(2)厭氧池的尺寸：

水深取為h =5,則厭氧池的面積：

V 2500A ===500 m2。

h 5

厭氧池直徑：

D =

4A

π

=

4⨯500

=25 m。 3. 14

考慮0.3的超高，故池總高為H =h +0. 3=5.3 m。 (3)污泥迴流量的計算 迴流比計算：

R =

X

=0.42

X R -X

污泥迴流量：

Q R =RQ =0.42×30000=12600 m/d

4.1.1.6 Carrousel氧化溝的設計與計算

氧化溝，又被稱為循環式曝氣池，屬於活性污泥法的一種。見圖4-4氧化溝計算示3

4.1.1.6.1設計參數

設計流量Q=30000m3/d設計進水水質BOD 5=190mg/L； COD=360mg/L；SS=200mg/L；NH 3-N=45mg/L；污水水溫T =25℃。

設計出水水質BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L； TP ≤3mg/L。

污泥產率系數Y=0.55; 污泥濃度（MLSS ）X=4000mg/L;揮發性污泥濃度（MLVSS ）X V =2800mg/L; 污泥齡θc =30d; 內源代謝系數K d =0.055. 4.1.1.6.2設計計算

(1)去除BOD

氧化溝出水溶解性BOD 濃度S 。為了保證沉澱池出水BOD 濃度S e ≤30mg/L,必須控制所含溶解性BOD 濃度S 2，因為沉澱池出水中的VSS 也是構成BOD 濃度的一個組成部分。

S=Se -S 1

S 1為沉澱池出水中的VSS 所構成的BOD 濃度。

S 1=1.42(VSS/TSS)×TSS ×(1-e-0. 23⨯5) =1.42×0.7×20×(1-e-0. 23⨯5)

=13.59 (mg/L)

S=20-13.59=6.41(mg/L)

好氧區容積V 1。好氧區容積計算採用動力學計算方法。

V 1=

Y θc Q (S 0-S )

X V (1+K d θc )

=

0. 55⨯30⨯30000⨯(0. 16-0. 00641)

2. 8⨯(1+0. 055⨯30)

=10247m 3

好氧區水力停留時間：t=剩餘污泥量∆X

Y

∆X=Q (S 0-S ) +Q (X 0-X 1) -QX e

1+K d θc

V 110247⨯24==8.20h

30000Q

=2096（kg/d）

去除每1kgBOD 5所產生的干污泥量=

∆X

=0.499（kgD S /kgBOD5）。

Q (S 0-S )

(2)脫氮

需氧化的氨氮量N 1。氧化溝產生的剩餘污泥中含氮率為12.4%，則用於生物合成的總氮量為：

0. 124⨯769. 93⨯1000N 0==3.82(mg/L)

25000

需要氧化的氨氮量N 1=進水TKN-出水NH 3-N-生物合成所需要的氨N 。

N 1=45-15-3.82=26.18(mg/L)

脫氮量NR=進水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=45-20-3.82=21.18(mg/L) 脫氮所需要的容積V 2

脫硝率q dn(t)= qdn(20)×1.08(T-20)=0.035×1.08(14-20)=0.022kg 脫氮所需要的容積:

V 2=

脫氮水力停留時間t 2:

QN r 30000⨯21. 18

==10315 m3 q dn X v 0. 022⨯2800

t 2 =

氧化溝總體積V 及停留時間t:

V 2

=8.25 h Q

V=V1+V2=10247+10315= 20562m3

t=V/Q=16.45 h

校核污泥負荷N =

QS 025000⨯0. 16

==0.083[kgBOD 5/(kgMLVSS ∙d )] XV 2. 8⨯17135

(3)氧化溝尺寸：取氧化溝有效水深為5m ，超高為1m ，氧化溝深6m 。

V

=20562/5=4112.4m 2 h

單溝寬10m ，中間隔牆寬0.25m 。則彎道部分的面積為：

2⨯10+0. 2523π()

3⨯10+3⨯0. 252A 1=+() π⨯10=965.63m

22

直線段部分的面積:

氧化溝面積為A=

A 2=A -A 1 =4112.4-965.63=3146.77 m2

單溝直線段長度：

L=

A 23146. 77

==78.67m ，取79m 。 4⨯104⨯b

進水管和出水管：污泥迴流比R=63.4%，進出水管的流量為：Q 1=(1+R ) Q =1.634×

30000m /d=0.568 m /s，管道流速為v =1.0m/s。

3

3

則管道過水斷面：

A=

管徑d=

Q 0. 568==0.568m 2 v 1

4A

π

=0.850m, 取管徑850mm 。

校核管道流速：

v=

(4)需氧量

Q

=0.94m A

實際需氧量：

AOR=D1-D 2-D 3+D4-D 5

去除BOD 5需氧量：

D 1=a "Q (S 0-S ) +b "VX =7754.03(kg/d) （其中a "=0.52，b "=0.12）

剩餘污泥中BOD 5需氧量：

D 2=1. 42⨯∆X 1=1131.64(kg/d)

剩餘污泥中NH 3-N 耗氧量：

D 3=4. 6⨯0. 124⨯∆X =454.57(kg/d) （0.124為污泥含氮率）

去除NH 3-N 的需氧量：

D 4=4.6×（TKN-出水NH 3-N ）×Q/1000=3450(kg/d)

脫氮產氧量：

D 5=2.86×脫氮量=1514.37(kg/d)

AOR= D1-D 2-D 3+D4-D 5=8103.45(kg/d)

考慮安全系數1. 2，則AOR=8103.45×1. 2=11344.83(kg/d) 去除每1kgBOD 5需氧量=

AOR

Q (S 0-S )

11344. 83

25000⨯(0. 16-0. 00641)

=

=2.95（kgO 2/kgBOD5）

標准狀態下需氧量SOR

SOR=

AOR ∙C S (20)

α(βρC S (T ) -C ) ⨯1. 024

(T -20)

（C S （20）20℃時氧的飽和度，取9.17mg/L；T=25℃；C S(T)25℃時氧的飽和度，取 8.38mg/L；C 溶解氧濃度，取2 mg/L；α=0.85；β=0.95；ρ=0.909）

SOR=

11344. 83⨯9. 17

=20764.89(kg/d) (25-20)

0. 85⨯(0. 95⨯0. 909⨯8. 38-2) ⨯1. 024

∆SOR

=5.41（kgO 2/kgBOD5）

Q (S 0-S )

去除每1kgBOD 5需氧量=

曝氣設備的選擇：設兩台倒傘形表面曝氣機，參數如下： 葉輪直徑：4000mm ；葉輪轉速：28R/min；浸沒深度：1m ； 電機功率：210KW ；充氧量：≥2.1kgO 2/(kW·h)。

4.1.1.7二沉池的設計與計算

其計算簡圖如圖4-5所示

4.1.1.7.1設計參數

Q max =652 L/s=2347.2 m 3/h;

氧化溝中懸浮固體濃度 X =4000 mg/L;

二沉池底流生物固體濃度 X r =10000 mg/L;

污泥迴流比 R=63.4%。

4.1.1.7.2 設計計算

(1) 沉澱部分水面面積 F 根據生物處理段的特性，選取二沉池表面負荷q=0.9m3 /(m2·h), 設兩座二次沉澱池 n =2.

F =Q max 2347. 22==1304(m) nq 2⨯0. 9

(2)池子的直徑 D

D =4F

π=4⨯1304

π=40. 76(m)，取D =40m 。

(3)校核固體負荷G

24⨯(1+R ) QX 24⨯（1+0. 634）⨯30000⨯4000G == F 1304

=141.18 [kg/(m2·d)] (符合要求)

(4) 沉澱部分的有效水深h 2 設沉澱時間為2.5h 。

h 2=qt =0.9×2.5=2.25 (m)

(5) 污泥區的容積V

V =2T (1+R ) QX 2⨯2⨯(1+0. 634) ⨯30000⨯4000 =24⨯(X +X r ) 24⨯(10000+4000)

=1945.2 (m3)

(6)污泥區高度h 4

污泥斗高度。設池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D 2=1.6m，上部直徑D 1=4.0m，傾角為60°，則：

"= h 4D 1-D 24. 0-1. 6⨯tg 60°=2.1(m) ⨯tg 60°=22

11

V 1=2)πh 1"⨯(D 12+D 1D 2+D 2

12=13.72 (m3)

圓錐體高度

""＝h 4D -D 140-4⨯0. 05＝0.9(m) ⨯0. 05＝22

V 2=

=

豎直段污泥部分的高度 ""πh 412⨯(D 2+DD 1+D 12) ⨯(402+40⨯4+42) =418.25(m3) π⨯0. 912

"""=h 4V -V 1-V 21945. 2-13. 72-418. 25==1.16(m) 1304F

"+h 4""+h 4"""=2.1+0.9+1.16=4.16(m) 污泥區的高度h 4=h 4

沉澱池的總高度H 設超高h 1=0.3m，緩沖層高度h 3=0.5m。

則 H =h 1+h 2+h 3+h 4=0.3+2.25+0.5+4.16=7.21m

取H =7.2 m

4.1.1.8接觸池的設計與計算

採用隔板式接觸反應池。其計算簡圖如圖4-5所示。

水力停留時間：t=30min

12

平均水深：h =2.4m。

隔板間隔：b=1.5m。

池底坡度：3%

排泥管直徑：DN=200mm。

4.1.1.8.2設計計算

接觸池容積：

V =Qt =0.652×30×60=1174 m 3

水流速度：

v =Q 0. 652==0. 18 m/s hb 2. 4⨯1. 5

表面積：

Q 1174==489. 2 m2 h 2. 4

廊道總寬度：隔板數採用10個，則廊道總寬度為B=11×b=11×1.5=16.5m。 接觸池長度：

F 489. 2L ===29.6m取30m 。 B 16. 5

水頭損失，取0.4m 。 F =

13

7. 污水處理廠的施工內容及流程有哪些

污水處理廠：

格柵--沉砂--初沉--生化--二沉--排放

工業廢水：

調節--反應--沉澱--回調--排放